Sie sind störende Elemente, die die Umwelt schädigen. Als Reizstoffe oder giftige Stoffe wirken sie sich negativ auf Mensch und Natur aus. Die Rede ist von Schadstoffemissionen. Im Fokus der Öffentlichkeit stehen sie insbesondere im Zusammenhang mit dem Straßenverkehr. Doch auch die Biogas-Branche hat einiges mit dem Thema Emissionen zu tun. Denn mit der 44. BImSchV sind die Emissionsgrenzwerte für BHKW strenger geregelt. Um den Schadstoffemissionen entgegenzuwirken, gibt es unterschiedliche technische Möglichkeiten. Mit einer Gasaufbereitung, veränderten motorischen Einstellungen sowie Abgasnachbehandlungen können diese wirksam verringert werden. Bei einem Schadstoff stoßen motorische Maßnahmen jedoch an ihre Grenzen: bei Stickoxiden (NOx). Für Anlagenbetreiber kann das zu einer Herausforderung werden – es sei denn, sie setzen auf die Technologie von SCR-Anlagen.
Was genau eine solche SCR-Anlage leistet, welche Vorteile Sie als Anlagenbetreiber dadurch haben und wie Sie die strengen Emissionswerte mit einer SCR-Anlage sicher erreichen können, erfahren Sie in diesem Beitrag.
Emissionen bei Biogasanlagen – das sollten Sie wissen
Wer eine Biogasanlage betreibt, hat in jedem Fall mit dem Thema „Emissionen“ zu tun. Denn arbeitet ein Verbrennungsmotor, so entstehen Schadstoffemissionen wie beispielsweise Stickoxide, genauer Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO₂). Beide bilden sich bei einer exothermen Reaktion, das heißt beim Verbrennungsvorgang im Motor. Erhöhte Stickoxid-Werte in der Luft können dabei zu merkbaren Folgen für Mensch und Natur führen. So verursachen sie beim Menschen unter anderem Reizung und Schädigung der Atmungsorgane. Außerdem werden Stickoxide für sauren Regen verantwortlich gemacht und tragen zur Bildung von bodennahem Ozon bei. Somit gelten Stickoxide als Luftschadstoffe – und müssen so weit wie möglich verhindert bzw. reduziert werden. Hierbei kann eine SCR-Anlage die Lösung sein.
Weniger als 100 mg Stickoxid (NOx) pro Normkubikmeter (Nm³) lautet seit 2023 der Emissionsgrenzwert für BHKW-Neuanlagen mit dem Brennstoff Biogas. So schreibt es die neue 44. BImSchV vor. Hinzu kommen weitere Verschärfungen für den Ausstoß von Kohlenmonoxid, Formaldehyd, Gesamtstaub und Gesamtkohlenstoff. Für Sie als Anlagenbetreiber bedeutet das: Neuanlagen mit Biogas brauchen seit 2023 eine SCR-Anlage, um die NOx-Grenzwerte einhalten zu können. Denn die Einhaltung der Stickoxidgrenzwerte ist mit einer jährlichen Messung nachzuweisen.
Was die 44. BImSchV für Betreiber bedeutet
Konkret bedeutet das: Betreiber von Neu- und Bestandsanlagen müssen sich um eine Emissionsverringerung kümmern. Nur so können sie die Vorgaben der 44. BImSchV einhalten – und das am besten schon jetzt. Neuanlagen sind davon früher betroffen als Bestandsanlagen. Eine Übersicht, welcher Grenzwert ab wann und für welchen Anlagentyp gilt, finden Sie in unseren Grenzwerttabellen:
Die Emissionswerte, die seit 2023 gelten, ließen sich schon vorher erreichen. Was dagegen spricht? Nichts, sind reduzierte Emissionen doch in jedem Fall eine Wohltat für die Umwelt. Zur Reduktion von Emissionen gibt es verschiedene Verfahren. Eines davon ist die selektive katalytische Reduktion, kurz SCR. Eine SCR-Anlage bietet eine optimale Möglichkeit zur Abgasreinigung und Emissionsverringerung.
Wie funktioniert das nun genau? Eine SCR-Anlage (SCR = selektive katalytische Reduktion) sorgt mit ihrem Selektiv-Katalysator dafür, die beim Betrieb einer BHKW-Anlage entstehenden Stickoxide zu reduzieren. Dies geschieht, indem eine Harnstofflösung in das heiße Abgas eingesprüht und verdampft wird. Der Harnstoff zerfällt bei genügend hohen Temperaturen und gibt Ammoniak frei, das wiederum mit Stickoxiden zu neutralem Stickstoff und Wasser reagiert. Auf diese Weise sorgt die SCR-Anlage dafür, die Stickoxidemissionen einer BHKW-Anlage um bis zu 90 % zu reduzieren. Weitere Abgase wie Kohlenmonoxid und Formaldehyd werden in einem zusätzlichen Katalysator, dem Oxidationskatalysator, unter den entsprechenden Grenzwert reduziert.
Best Practice: Die Technik der Zukunft schon heute nutzen
Eine SCR-Anlage macht also genau das möglich, was die 44. BImSchV seit 2023 als strikte Regel zur Einhaltung fordert. Wie das funktioniert, zeigt das folgende Best-Practice-Beispiel aus Bonndorf im Schwarzwald.
Seit 2019 betreibt ein Bioenergie-Landwirt dort eine der ersten SCR-Anlagen für ein Biogas-BHKW in Süddeutschland. Das Besondere daran: Er hielt schon damals die Emissionsgrenzwerte ein, die seit 2023 für Neuanlagen gelten. Möglich macht das der SCR-Katalysator. Dieser sorgt dafür, dass die Emissionen der Anlage in Bonndorf problemlos den gewünschten Zielemissionswert von NOx < 100 mg/Nm³ erreichen. Zum Vergleich: Ohne die Nutzung der SCR-Anlage lägen die NOx-Emissionen mittels innermotorischer Maßnahmen lediglich bei dem für bestehende Anlagen noch bis Ende 2028 geltenden Grenzwert von 500 mg/Nm³.
Energieeinsparung dank SCR-Anlage
Ein weiterer Pluspunkt, über den das Best-Practice-Beispiel aus dem Schwarzwald verfügt, liegt in den Motoreigenschaften. Dank der SCR-Anlage lässt sich der Motor des BHKW mit einem besseren elektrischen Wirkungsgrad betreiben, was zu einer deutlichen Energieeinsparung führen kann.
Der entscheidende Vorteil des Anlagenbetreibers aus Bonndorf liegt jedoch noch woanders: Durch die frühzeitige Installation der SCR-Anlage kann er bereits lange vor Inkrafttreten der neuen Emissionsgrenzwerte wertvolle Erfahrungen sammeln. Wichtige technische Fragen, beispielsweise zum Verhalten der SCR-Anlage im Flexbetrieb oder zu den Auswirkungen der Gasqualität auf den Katalysator, lassen sich so im Vorfeld und ohne den Druck der einzuhaltenden Werte klären. Gelten dann die neuen Vorgaben für seine Anlage, so kann der Anlagenbetreiber aus dem Schwarzwald diese direkt einhalten, hat er die „Testphase“ doch bereits hinter sich.
Fest steht: Die verschärften NOx-Grenzwerte der 44. BImSchV gelten für Neuanlagen seit 2023 und für bestehende Anlagen ab 2029, und mit ihnen kommt die notwendige Investition in eine SCR-Anlage. Im Vorteil ist dabei, wer sich schon heute mit dem Thema beschäftigt. Denn neben dem angehäuften Schatz an Erfahrungswerten muss sich, wer sich jetzt für eine SCR-Anlage entscheidet, weder mit späteren Investitionen noch mit einer Nachrüstung herumschlagen.
